[发明专利]混凝土板件传热系数测定装置及方法

说明书

本发明公开一种混凝土板件传热系数测定方法，通过在一个恒温空间内搭建一个被测混凝土板件拼接而成的正六面体封闭空间，并在恒温空间内安装加热器、输热管和吹风机，而且在正六面体封闭空间的中心和四周的围护板上设置热电偶和热流计来采集数据，通过计算得出混凝土板件的传热系数。本发明中混凝土板件拼接处充分利用高分子纳米材料——气凝胶。本发明还公开一种测定装置，该装置包括恒温空间、多通道温度、热流采集装置和混凝土板件所拼接的正六面体封闭空间。该测定装置和方法在很大程度上简化了现有的建筑围护结构传热系数测试设备，降低了测试时间，并且可以直观的比较不同混凝土作为围护结构的隔热效果。

技术领域

本发明涉及混凝土传热系数测定领域，具体为一种混凝土板件传热系数测定装置及方法。

背景技术

目前常用的建筑外墙传热系数现场检测方法有2种，一种是热流计法，一种是热箱法，就其共性都需要量热，都是对围护结构的热阻和传热系数进行检测来评价建筑围护结构的能耗特性。热箱法是基于一维稳态传热的原理，在试件两侧的箱体内，分别建立所需要的温度、风速和辐射条件，达到稳定状态后，测量空气温度、试件和箱体内壁的表面温度及输入到计量箱的功率，即可根据公式计算出试件的热传递性质——传热系数。尽管热箱法的应用基本不受季节限制，但是由于热箱法体积大，不利于现场安装进行作业。热流计法的基本思路是用热流计测得通过被测墙体的热流量，同时测得墙体两侧的温度，就可以计算出被测墙体的热阻和传热系数。热流计法检测时间宜选在最冷月，而且需要避开气温剧烈变化的天气，因此热流计法进行围护结构传热系数现场检测时，所需的环境条件比较苛刻，且检测时间较长，故热流计法也存在一定的局限性。混凝土作为墙体围护结构的主要建筑材料，而墙体围护结构是目前普遍的传统建筑围护结构，我国夏热冬冷地区建筑围护结构处于强烈的非稳态传热过程，这种建筑外墙在测试过程中，测试周期长、环境条件要求高、现场安装繁琐，因而针对非稳态传热过程，一种快速准确的实现非稳态的热工参数计算的方法，对我国当前的建筑节能具有重要的理论指导意义。

发明内容

本发明为了解决现有建筑外墙传热系数测试方法所存在的测试周期长、环境条件要求高、现场安装繁琐等问题，提供了一种混凝土板件传热系数测定装置及方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种混凝土板件传热系数测定装置，包括一个封闭的恒温空间，所述恒温空间内的顶部安装有一个吹风机，所述恒温空间内的底部边缘上安装有两个加热器，每个加热器上均连接有输热管；所述恒温空间的底部中央设有一个采用被测混凝土板件拼接的正六面体封闭空间，所述正六面体封闭空间位于四个垫块之上，所述垫块位于正六面体封闭空间外侧底面四角处；所述正六面体封闭空间的中心设有一个热电偶，所述正六面体封闭空间侧板的内外侧面对称粘附有若干测热单元，所述测热单元均布于围护板上，所述测热单元包括热电偶和热流计，内侧面上测热单元的线路穿出围护板与多通道温度、热流数据采集装置连接，外侧面上测热单元的线路与多通道温度、热流数据采集装置连接；所述吹风机和加热器由控制器控制，所述控制器内还包括温度传感器。

本发明是通过在一个恒温空间内搭建一个被测混凝土板件拼接而成的正六面体封闭空间，并在恒温空间内安装加热器、输热管和吹风机，而且在正六面体封闭空间的中心和四周的侧板上设置热电偶和热流计来采集数据，通过计算得出混凝土板件的传热系数。恒温空间可采用市面上的保温服来实现，在恒温空间内的底部边缘上设有加热器，并通过输热管将热量散到周围，并通过顶部的吹风机将热量吹到整个恒温空间，恒温空间内设有一个控制器不仅用于控制其内部的温度，也用来控制加热器和吹风机，具体操作为：首先控制器设定一个温度，打开加热器和吹风机，当空间内的温度达到设定温度时，关闭加热器和吹风机。在混凝土板件拼接成的正六面体封闭空间中心安装热电偶，在四周的侧板上内外侧面对称粘附有若干测热单元，测热单元包括热电偶和热流计，这些成对的热电偶和热流计均布于侧板上的内外侧面，用于采集温度和热流数据，并将这些数据都传输到多通道温度、热流数据采集装置，然后再通过计算得出被测混凝土板件的传热系数。